錦綸/熔紡氨綸針織面料防脫散熱定型工藝研究

袁維娜 李家成 沈 為

1. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國) 2. 廣東瑞源科技股份有限公司(中國)

針織面料質(zhì)地柔軟、貼身舒適，深受人們的歡迎。但針織產(chǎn)品在使用過程中具有容易脫散的共性問題，嚴(yán)重影響了織物的產(chǎn)品質(zhì)量與使用價值。調(diào)查表明，脫散是影響針織物穿著服用性能的主要原因之一[1]。改善針織物的脫散性能并提高針織物的彈性回復(fù)性是針織領(lǐng)域比較關(guān)注的研究內(nèi)容。

目前，為防止針織面料在邊緣處脫散，常規(guī)方法是對裁剪的邊緣包縫鎖邊，或用布帶等進(jìn)行滾邊處理[2]。這種方法不僅增加了服裝加工工序與經(jīng)濟(jì)成本，而且也可能影響服裝的美觀度。本文采用熔紡氨綸，利用熔紡氨綸在一定溫度下可以熔融黏結(jié)的特性，改善針織面料的脫散性能，對織物試樣防脫散的熱定型工藝進(jìn)行探討。

1 試驗(yàn)部分

1.1 面料制備

本文選用77.78 dtex/48F錦綸與22.22 dtex熔紡氨綸在無縫內(nèi)衣機(jī)上編織平針全添紗織物，其編織圖如圖1所示。所用機(jī)型為TOP-2型無縫內(nèi)衣機(jī)，機(jī)號為E 28。織物試樣物理參數(shù)如表1所示。

圖1 織物試樣編織圖

表1 織物試樣物理參數(shù)

1.2 熱定型方案

熔紡氨綸需經(jīng)一定的熱處理才能在針織物中將形成的線圈相互黏結(jié)固定，本文從熱定型溫度及熱定型時間兩個方面分別進(jìn)行探討。

1.2.1 溫度單因子試驗(yàn)

織物試樣的熱定型采用的是干熱定型方式。根據(jù)前期供方氨綸裸絲熱處理的結(jié)果，以及錦綸針織物熱定型的常用溫度范圍，確定了織物試樣的定型溫度為140、 150、 160、 170和180 ℃，定型時間均為60 s，然后進(jìn)行脫散性能測試。

1.2.2 時間單因子試驗(yàn)

在溫度單因子測試中，在將定型時間設(shè)置為60 s條件下，當(dāng)定型溫度為140 ℃和150 ℃時，熔紡氨綸并未黏結(jié)成網(wǎng)，織物試樣仍可橫向脫散；當(dāng)定型溫度超過170 ℃時，試樣中的熔紡氨綸已經(jīng)黏結(jié)成網(wǎng)，但定型后的織物色澤泛黃；而經(jīng)160 ℃定型后的織物具有成網(wǎng)的趨勢。因此，將定型溫度設(shè)置為160 ℃，并將定型時間調(diào)整為80， 100和120 s進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3 織物脫散性測試

1.3.1 試驗(yàn)儀器

本文采用XN-1A型氨綸彈性儀對織物邊緣的紗線脫散性能進(jìn)行測試。在針織物的脫散性試驗(yàn)中，要求儀器一端夾持紗線，另一端夾持織物，測試紗線從織物邊緣脫散下來所需的力值。普通的織物強(qiáng)力儀夾持紗線時容易滑移，且量程太大、精度不夠。本文采用氨綸彈性儀，該儀器可以滿足量程、隔距及精度方面的要求，但夾頭寬度不夠夾持織物。本文對夾頭進(jìn)行了改造，鑒于氨綸彈性儀的上夾持器裝有力學(xué)傳感器，故將下夾頭更換為織物夾頭，圖2a)為原夾頭，圖2b)為改造后的夾頭。

1.3.2 試驗(yàn)方法與步驟

首先將織物試樣提前脫散為光邊，脫散后織物試樣規(guī)格為10 cm× 8 cm，即沿織物橫列方向?yàn)?0 cm，縱行方向?yàn)? cm。然后沿著織物一端脫散出一部分錦綸和氨綸，將織物對折夾持在下夾頭上，脫散出的紗線夾持在上夾頭上，進(jìn)行脫散性測試。

a) 原夾頭

b) 改造后的夾頭

脫散性能用紗線從織物試樣邊沿中拉脫所需的力值表征。對于可以順利脫散的試樣，其脫散力用紗線穩(wěn)定持續(xù)脫散時脫散曲線波峰的平均值表示；對于不可以順利持續(xù)脫散的試樣，其脫散力用試樣在脫散過程中的最大力值表示。

1.4 織物拉伸回彈性測試

1.4.1 試驗(yàn)儀器

織物拉伸回彈性測試采用Instron電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)。

1.4.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)率試驗(yàn)方法》，采用定伸長反復(fù)拉伸的方式進(jìn)行測試，設(shè)置隔距長度為100 mm，預(yù)加張力為0.1 N，拉伸速度為100 mm/min，回程速度為50 mm/min，預(yù)定伸長為50%，當(dāng)試樣達(dá)到預(yù)定伸長時停頓1 min，然后回到起點(diǎn)，停頓3 min，如此進(jìn)行反復(fù)拉伸，一個試樣反復(fù)拉伸3次，分別測試織物橫向和縱向的彈性回復(fù)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱定型溫度對織物的脫散性能的影響

當(dāng)織物試樣熱定型時間設(shè)置為60 s時，經(jīng)不同熱定型溫度處理后，織物邊緣紗線拉脫的脫散力試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，脫散力曲線如圖3所示。

表2 熱定型時間為60 s時，不同熱定型溫度下織物的脫散力

圖3 不同熱定型溫度下織物試樣的脫散力曲線

由表2可知，當(dāng)定型時間穩(wěn)定為60 s時，隨著熱定型溫度的升高，織物邊緣紗線的脫散力增大。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，沒有經(jīng)熱定型處理的織物，其紗線可以持續(xù)穩(wěn)定而順暢地與織物脫離，且在整個紗線脫散過程中，脫散力值沒有太大波動，平均值為1.70 cN。

經(jīng)140 ℃熱定型后的織物，其紗線也可穩(wěn)定順利地脫散，但脫散力比未定型的織物大，說明線圈之間的脫散阻力有所增大。140 ℃熱定型后的織物的脫散力平均值為4.84 cN。經(jīng)150 ℃熱定型后的織物，其脫散力波動比140 ℃熱定型織物的大，但仍然可以持續(xù)脫散，脫散力平均值為11.63 cN。

經(jīng)160 ℃和170 ℃熱定型后的織物，在測試過程中的脫散力波動起伏較大。這是由于織物試樣中的熔紡氨綸在此溫度下已開始出現(xiàn)部分熔融，與錦綸絲產(chǎn)生較大的黏滯力，使得錦綸復(fù)絲線圈無法完整地從與之穿套的前一個線圈中脫散出來。部分錦綸絲會與相鄰線圈出現(xiàn)纏結(jié)、拉扯現(xiàn)象，導(dǎo)致紗線不能連續(xù)穩(wěn)定而順利地脫散，且可連續(xù)脫散的線圈縱行數(shù)減少。

當(dāng)試樣織物經(jīng)180 ℃下60 s熱定型后，原先脫散出來的氨綸絲熔融斷裂，只剩下連續(xù)的錦綸絲，且錦綸絲由于高溫加熱手感稍脆硬。將該錦綸絲夾持在上夾頭上進(jìn)行脫散測試。在織物脫散性試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于所用的錦綸絲是復(fù)絲，部分錦綸單絲在織物經(jīng)熱定型后已被熔融的氨綸絲黏結(jié)，導(dǎo)致拉伸過程中錦綸絲受拉從前一橫列的線圈脫出時，與該線圈的部分單絲黏連。隨著試驗(yàn)過程的持續(xù)進(jìn)行，脫散的錦綸絲與越來越多的后續(xù)縱行中的線圈黏連，導(dǎo)致織物沿橫列方向逐漸被抽緊，如圖4所示，此時脫散力值不斷增大。隨著試驗(yàn)的進(jìn)一步進(jìn)行，少量錦綸單絲開始出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，同時也伴隨著已經(jīng)黏結(jié)的氨綸絲被拉斷，部分錦綸單絲從黏結(jié)點(diǎn)處被拉開，此時脫散力開始迅速下降，最終殘存的錦綸單絲被拉斷。在整個脫散過程中，脫散力的峰值為126.37 cN。

圖4 氨綸絲與錦綸黏結(jié)圖

2.2 熱定型時間對織物脫散性能的影響

當(dāng)熱定型溫度為160 ℃時，不同熱定型時間條件下織物的脫散力測試結(jié)果如表3所示，脫散力曲線如圖5所示。

表3 熱定型溫度為160 ℃時，不同熱定型時間下織物的脫散力

圖5 不同熱定型時間下織物試樣的脫散力曲線

在熱定型溫度為160 ℃條件下，熱定型時間不超過80 s時，脫散出的氨綸絲斷裂，僅夾持錦綸絲進(jìn)行脫散測試?？椢锝?jīng)80 s和100 s熱定型之后，在較小的延伸率下便達(dá)到脫散力的峰值，且脫散力的峰值出現(xiàn)得越來越多、越來越密，說明織物中被熔紡氨綸黏結(jié)的線圈數(shù)增多，黏結(jié)的效果越來越均勻?？椢镌?60 ℃、 80 s條件下熱定型時，熔紡氨綸之間及其與錦綸間的黏結(jié)效果最好，此時的脫散力最大。而經(jīng)100 s和120 s熱定型后，在織物脫散測試中，脫散力的峰值逐漸減小，這是因?yàn)榭椢镌诮?jīng)過較長時間的熱定型后，錦綸紗線變脆，強(qiáng)力有所損傷，因而脫散力的峰值會降低。由此可知，當(dāng)熱定型溫度為160 ℃，定型時間為80～100 s時，織物的防脫散效果較好。

2.3 熱定型工藝對織物拉伸回彈性的影響

織物試樣彈性回復(fù)性的測試結(jié)果如表4所示?？偦貜?fù)率以織物橫向和縱向彈性回復(fù)率的平均值表示。

表4 熱定型溫度為160 ℃時，不同定型時間條件下織物的彈性回復(fù)率

圖6 熱定型溫度為60 ℃時織物試樣 彈性回復(fù)性能測試結(jié)果

圖6為織物彈性回復(fù)性能測試結(jié)果。由表4及圖6可知，在熱定型溫度為160 ℃，不同的熱定型時間條件下，織物的橫向彈性回復(fù)率普遍大于縱向彈性回復(fù)率；在160 ℃熱定型條件下，織物的橫向彈性回復(fù)率隨著熱定型時間的增加先增大后減小，縱向彈性回復(fù)率變化并沒有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律；織物的總彈性回復(fù)率隨著熱定型時間的增加，呈先增大后減小的趨勢，在熱定型時間為80 s時，織物的總彈性回復(fù)率為93.75%；熱定型時間為100 s時，織物的總彈性回復(fù)率達(dá)最大值，為93.88%，比80 s時高0.1%。因此，從節(jié)約能耗、提高生產(chǎn)效率及織物彈性回復(fù)率和防脫散性能方面綜合考慮，溫度為160 ℃，時間為80 s時的熱定型工藝較好。

3 結(jié)論

本文對錦綸/熔紡氨綸織物進(jìn)行了熱定型處理，對處理后織物的脫散性能及拉伸回彈性能進(jìn)行了測試。試驗(yàn)結(jié)果表明，在熱定型時間為60 s，熱定型溫度為140～180 ℃時，隨著溫度的升高，熔紡氨綸會發(fā)生熔融并將相鄰線圈的紗線黏結(jié)，從而改善了針織物的防脫散性能。在熱定型溫度為160 ℃時，隨著熱定型時間的增加，織物的脫散力值先增大后減小，在160 ℃、 80 s時試樣織物的防脫散效果最好。綜合而言，使錦綸/熔紡氨綸織物試樣防脫散性能和彈性回復(fù)性能都較好的熱定型工藝是定型溫度為160 ℃， 時間為80 s。